تحرير الطاقة (الهدم) واستخدامها

من أين يحصل لاعبو كرة القدم على الطاقة للقيام بنشاطاتهم؟ الإجابة بكل بساطة: «من الغذاء». يتغيّر شكل الطاقة الكيميائية المختزنة في الغذاء عند دخولها إلى الخلية إلى أشكال أخرى لازمة لأداء النشاطات الضرورية للحياة.

تحتاج التفاعلات الكيميائية خلال عمليات الأيض إلى الإنزيمات. تخيّل أنك جائع وأردت فتح علبة فول، فستستعمل مفتاح العلب؛ يتغيّر شكل العلبة خلال الفتح، أما المفتاح فلن يحدث له شيء، ويمكنك استعماله مرات عديدة. هكذا تعمل الإنزيمات في الخلية.

بعد مشاركتك في لعبة كرة القدم تشعر باحترار جسمك، وتلاحظ أنك تتنفّس بسرعة. لماذا؟ إن خلايا العضلات تستهلك كميات كبيرة من الطاقة تحصل عليها بتحليل الغذاء، وفي أثناء تحليل الغذاء تحتاج معظم الخلايا إلى الأكسجين، لذا تتنفّس بسرعة أكبر لإيصال كميات مناسبة منه إلى العضلات.

كيف تُحلّل الكربوهيدرات؟

1. تبدأ العملية في السيتوبلازم؛ حيث تُحلّل الكربوهيدرات وتُحوّل إلى جلوكوز، ثم يتحلّل كل جزيء جلوكوز إلى جزيئين بسيطين، وتنتج عن ذلك طاقة.
2. تستمر الخلية في تحويل هذه الجزيئات إلى جزيئات أبسط، ويتم تحلّل الجزيئات داخل الميتوكندريا، مستهلكة الأكسجين.
3. تتحرّر كميات أكبر من الطاقة، وينتج ثاني أكسيد الكربون والماء بوصفهما فضلات.

خلال ركضك السريع، وعلى الرغم من تسارع تنفّسك، قد لا تصل كميات كافية من الأكسجين إلى الخلايا العضلية. لذا تلجأ الخلايا إلى عملية أخرى تُسمّى التخمّر، يتم من خلالها الحصول على بعض الطاقة المختزنة في جزيئات السكر.

• تبدأ عملية التخمّر في السيتوبلازم، كما هو الحال في التنفّس الهوائي، لكن الجزيئات الناتجة لا تنتقل إلى الميتوكندريا.
• يعتمد نوع الفضلات الناتجة على نوع الخلية:

مرّ بك في هذا الدرس عمليتان مهمتان: البناء الضوئي والتنفّس الخلوي (الهدم). إذا فكّرت جيدًا فيهما ستلاحظ أن هاتين العمليتين متعاكستان تقريبًا:

• في البناء الضوئي يُنتَج الأكسجين والسكر، اللذان يُستعملان في عملية التنفّس.
• في التنفّس الخلوي يُنتَج ثاني أكسيد الكربون والماء بوصفهما فضلات، وهما يُستعملان في عملية البناء الضوئي.

ولولا رحمة الله سبحانه وتعالى في خلق هاتين العمليتين المتكاملتين لاستحالت الحياة.